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Article

1 - PRINCIPE DE LA MESURE D’UN DÉBIT PAR PRESSION DIFFÉRENTIELLE

2 - APERÇU THÉORIQUE

3 - LES DIFFÉRENTS TYPES D’APPAREILS DÉPRIMOGÈNES

4 - PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DU FLUIDE

  • 4.1 - Paramètres nécessaires au calcul de l’élément primaire
  • 4.2 - Détermination de la masse volumique
  • 4.3 - Détermination du coefficient isentropique γ
  • 4.4 - Détermination de la viscosité

5 - CALCULS PRÉPARATOIRES ET CHOIX DE L’ÉLÉMENT PRIMAIRE

6 - CALCUL D’UN DÉBITMÈTRE À ÉLÉMENT DÉPRIMOGÈNE

  • 6.1 - Logiciel
  • 6.2 - Méthode de calcul
  • 6.3 - Estimation de l’incertitude

7 - TRAITEMENT DU SIGNAL ET DYNAMIQUE DE MESURE (RANGEABILITÉ)

8 - CONTRAINTES DE FABRICATION ET D’INSTALLATION

9 - EXEMPLE DE CALCUL

10 - ASPECT ÉCONOMIQUE

| Réf : R2220 v2

Propriétés physiques du fluide
Débitmètres à pression différentielle

Auteur(s) : Claude GAILLEDREAU

Date de publication : 10 mars 1999

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Auteur(s)

  • Claude GAILLEDREAU : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux

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INTRODUCTION

Le marché du débitmètre industriel offre actuellement un grand nombre de types différents d’instruments qui, pour les principaux, peuvent être classés comme suit :

  • débitmètres à pression différentielle (ou à orifice déprimogène), rotamètres ;

  • déversoirs et chenaux ;

  • débitmètres à turbine, compteurs ;

  • débitmètres électromagnétiques, débitmètres à ultrasons ;

  • débitmètres de type oscillant.

Chacun de ces types de débitmètres a son domaine d’application préférentiel en fonction du fluide, du besoin en étendue de mesure et en précision.

Les débitmètres à orifice déprimogène sont très largement utilisés dans l’industrie, tant pour les liquides que pour les gaz et vapeurs, propres ou légèrement chargés.

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r2220


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4. Propriétés physiques du fluide

4.1 Paramètres nécessaires au calcul de l’élément primaire

La détermination du débit d’un fluide à l’aide d’un appareil déprimogène requiert la connaissance de sa masse volumique aux conditions de l’écoulement, à l’amont du dispositif et, s’il s’agit d’un gaz ou de vapeur, de son coefficient isentropique. La viscosité du fluide, en outre, est requise quel que soit son type.

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4.2 Détermination de la masse volumique

Il n’est pas rare que la détermination de la masse volumique du fluide soit, pour l’instrumentiste, l’étape la plus laborieuse d’un calcul d’élément primaire ; sauf bien sûr lorsque les techniciens du procédé la lui fournissent. À défaut, il peut se reporter à des tables spécialisées, ou aux « Handbooks » généraux d’ingénierie ou de chimie tels que [6] [7], souvent bien documentés à ce sujet. La masse volumique est fonction de la pression et de la température.

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4.2.1 Cas des liquides

Dans le cas des liquides, les Handbooks indiquent parfois la densité (en anglais, specific gravity) à la température ambiante (qu’ils précisent) par référence à une densité unitaire qui est celle de l’eau pure à 4 C ; il faudra donc tenir compte, le cas échéant, de la dilatation thermique du fluide qui peut être différente de celle de l’eau. D’autres densités de liquides sont données par rapport à l’eau à 60 F, soit 15,5 C. Il faudra prendre garde aux unités : le calcul de l’élément primaire exige une masse volumique exprimée en kg/m3, soit pour un liquide par un nombre voisin de 1 000 plutôt que de 1, puisque la masse volumique de l’eau pure à 4 C est de 1 000 kg/m3.

L’effet de la pression peut être négligé, le plus souvent, car il est de l’ordre de 10−4 à 10−5 par bar, aux températures et pressions courantes, pour beaucoup de liquides minéraux...

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